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题型:简答题
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简答题

实验室里需要纯净的氯化钠溶液,但手边只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠.某学生设计了如下方案:

请回答下列问题:

(1)操作①可在什么仪器中进行?(填序号)______.A.烧瓶 B.坩埚 C.容量瓶

(2)操作②发生的离子反应方程式为______

(3)操作②是否可改为加硝酸钡溶液?为什么?______;理由______

(4)进行操作②后,如何判断SO42-已除尽,方法是______

(5)操作③的目的是______

正确答案

解:根据流程可知,加热后碳酸氢铵分解,残留物为氯化钠和硫酸钠的混合物,将残留物溶解后加入过量硫酸钡溶液,硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀,加入碳酸钠溶液除去过量的钡离子,过滤除去硫酸钡、碳酸钡沉淀后向滤液中加入盐酸除去过量的碳酸钠,最后通过加热煮沸得到纯净的氯化钠,

(1)根据图示,操作①是将固体混合物加热,使用到的仪器为坩埚,所以B正确,

故答案为:B;

(2)操作②中钡离子与硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀,反应的离子方程式为:Ba2++SO42-=BaSO4↓,

故答案为:Ba2++SO42-=BaSO4↓;

(3)加入硝酸钠溶液,硝酸钠和硫酸钠反应生成硫酸钡和硝酸钠,除去了硫酸钠,但引入了硝酸钠等新的杂质不能再后续试验中除去,

故答案为:否;用硝酸钡会引入新杂质NO3-,在以后的操作中无法除去;

(4)检验SO42-已除尽的方法是:静置,往上层清液中滴加BaCl2溶液,若无沉淀说明SO42- 已除尽,

故答案为:静置,往上层清液中滴加BaCl2溶液,若无沉淀说明SO42- 已除尽;

(5)操作③加入碳酸钠溶液,碳酸钠与过量的氯化钡反应生成碳酸钡和氯化钠,从而除去过量的氯化钡,

故答案为:除去过量的Ba2+

解析

解:根据流程可知,加热后碳酸氢铵分解,残留物为氯化钠和硫酸钠的混合物,将残留物溶解后加入过量硫酸钡溶液,硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀,加入碳酸钠溶液除去过量的钡离子,过滤除去硫酸钡、碳酸钡沉淀后向滤液中加入盐酸除去过量的碳酸钠,最后通过加热煮沸得到纯净的氯化钠,

(1)根据图示,操作①是将固体混合物加热,使用到的仪器为坩埚,所以B正确,

故答案为:B;

(2)操作②中钡离子与硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀,反应的离子方程式为:Ba2++SO42-=BaSO4↓,

故答案为:Ba2++SO42-=BaSO4↓;

(3)加入硝酸钠溶液,硝酸钠和硫酸钠反应生成硫酸钡和硝酸钠,除去了硫酸钠,但引入了硝酸钠等新的杂质不能再后续试验中除去,

故答案为:否;用硝酸钡会引入新杂质NO3-,在以后的操作中无法除去;

(4)检验SO42-已除尽的方法是:静置,往上层清液中滴加BaCl2溶液,若无沉淀说明SO42- 已除尽,

故答案为:静置,往上层清液中滴加BaCl2溶液,若无沉淀说明SO42- 已除尽;

(5)操作③加入碳酸钠溶液,碳酸钠与过量的氯化钡反应生成碳酸钡和氯化钠,从而除去过量的氯化钡,

故答案为:除去过量的Ba2+

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题型:简答题
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简答题

利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实.某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如下:

根据要求填空:

(1)B装置有三种功能:①控制气流速度;②______;③______

(2)设V(Cl2)/V(CH4)=x,若理论上欲获得最多的氯化氢,则x的取值范围是______

(3)D装置中的石棉上均匀附着KI粉末,其作用是______

(4)E装置的作用是______(填编号).

A.收集气体     B.吸收氯气

C.防止倒吸    D.吸收氯化氢

(5)在C装置中,经过一段时间的强光照射,发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生,写出置换出黑色小颗粒的化学方程式______

(6)装置E中除了有盐酸生成外,还含有有机物,从E中分离出盐酸的最佳方法为______,该装置还有缺陷,原因是没有进行尾气处理,其尾气的主要成分是______(填编号)

A.CH4     B.CH3Cl    C.CH2Cl2    D.CHCl3    E.CCl4

正确答案

解:实验室用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下发生反应生成Cl2,Cl2经干燥后和甲烷在光照条件下发生取代反应,生成多种氯代烃和HCl,在强光照射下可发生CH4+2Cl2C+4HCl,生成的黑色小颗粒为炭黑,最后生成的HCl溶于水生成盐酸,

(1)生成的氯气中含有水,B装置除具有控制气流速度、均匀混合气体之外,因浓硫酸具有吸水性,还具有干燥作用,

故答案为:使气体混合均匀;干燥混合气体;

(2)氯气与甲烷发生取代反应,反应特点是1mol氯气可取代1molH原子生成1molHCl,设V(Cl2)/V(CH4)=x,若理论上欲获得最多的氯化氢,则应保证甲烷被完全取代,x应大于或等于4,故答案为:x≥4;

(3)氯气具有氧化性,KI中-1价的碘能被氯气氧化,产物为氯化钾固体和碘单质,所以,D装置的石棉中均匀混有KI粉末,能吸收过量的氯气,

故答案为:吸收过量的氯气;

(4)装置中最后剩余的氯化氢气体需要吸收不能排放到空气中,氯化氢易溶于水需要防止倒吸,故答案为:CD;

(5)CH4与Cl2在强光照射下生成的黑色小颗粒为炭黑,所以在强光照射下可发生CH4+2Cl2C+4HCl,

故答案为:CH4+2Cl2C+4HCl;

(6)甲烷可以和氯气发生取代反应,产物为氯化氢和一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳;其中一氯甲烷为气态,反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体,E装置中除了有盐酸生成外,还含有二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳,二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳不溶于水,能分层,可用分液分开;

一氯甲烷是气体,还可能有过量的甲烷,所以尾气的主要成分是可能存在剩余的甲烷和生成的一氯甲烷等气体,应进行尾气处理,

故答案为:分液;AB.

解析

解:实验室用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下发生反应生成Cl2,Cl2经干燥后和甲烷在光照条件下发生取代反应,生成多种氯代烃和HCl,在强光照射下可发生CH4+2Cl2C+4HCl,生成的黑色小颗粒为炭黑,最后生成的HCl溶于水生成盐酸,

(1)生成的氯气中含有水,B装置除具有控制气流速度、均匀混合气体之外,因浓硫酸具有吸水性,还具有干燥作用,

故答案为:使气体混合均匀;干燥混合气体;

(2)氯气与甲烷发生取代反应,反应特点是1mol氯气可取代1molH原子生成1molHCl,设V(Cl2)/V(CH4)=x,若理论上欲获得最多的氯化氢,则应保证甲烷被完全取代,x应大于或等于4,故答案为:x≥4;

(3)氯气具有氧化性,KI中-1价的碘能被氯气氧化,产物为氯化钾固体和碘单质,所以,D装置的石棉中均匀混有KI粉末,能吸收过量的氯气,

故答案为:吸收过量的氯气;

(4)装置中最后剩余的氯化氢气体需要吸收不能排放到空气中,氯化氢易溶于水需要防止倒吸,故答案为:CD;

(5)CH4与Cl2在强光照射下生成的黑色小颗粒为炭黑,所以在强光照射下可发生CH4+2Cl2C+4HCl,

故答案为:CH4+2Cl2C+4HCl;

(6)甲烷可以和氯气发生取代反应,产物为氯化氢和一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳;其中一氯甲烷为气态,反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体,E装置中除了有盐酸生成外,还含有二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳,二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳不溶于水,能分层,可用分液分开;

一氯甲烷是气体,还可能有过量的甲烷,所以尾气的主要成分是可能存在剩余的甲烷和生成的一氯甲烷等气体,应进行尾气处理,

故答案为:分液;AB.

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题型:填空题
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填空题

将煤焦油中的苯、甲苯和苯酚进行分离,可采取如图示方法和操作:

①混合物加入溶液(1)反应的离子方程式______

②下层液体(4)通入气体(5)反应的离子方程式______

正确答案

C6H5OH+OH-→C6H5O-+H2O

C6H5O-+CO2+H2O→C6H5OH+HCO3-

解析

解:①根据甲苯、苯和苯酚的性质选取试剂,甲苯、苯和氢氧化钠不反应,苯酚具有酸性能和氢氧化钠反应生成可溶性的苯酚钠,所以可以用氢氧化钠溶液将苯酚和甲苯、苯分离,反应的离子方程式:C6H5OH+OH-→C6H5O-+H2O,故答案为:C6H5OH+OH-→C6H5O-+H2O;

②苯酚钠能和二氧化碳、水反应生成苯酚和碳酸氢钠,反应离子方程式为:C6H5O-+CO2+H2O→C6H5OH+HCO3-,故答案为:C6H5O-+CO2+H2O→C6H5OH+HCO3-

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题型:简答题
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简答题

(2013秋•宁德期末)某化学兴趣小组用铁矿石(主要成分为Fe2O3,还有SiO2、A12O3等杂质)提取Fe2O3.操作流程如图:

查阅资料,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时pH如表:

(1)(I)步骤中分离溶液和沉淀的操作名称是______

(2)沉淀A中主要含有______(填化学式).

(3)滤液Y中的阴离子除OH-、Cl-外,还有______(填离子符号).

(4)该铁矿石中常混有少量的FeO杂质,加入足量的盐酸后,滤液X中含有少量Fe2+,为了除去滤液X中含有的Fe2+,常加入氧化剂H2O2,H2O2还原产物为水,写出该反应的离子方程式______.若要使该溶液中Fe3+完全沉淀,而Al3+不沉淀(已知Al(OH)3开始沉淀时pH为4.1),你认为pH的最佳调控范围是______

(5)一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0×10-5 mol•L-1时,沉淀已经完全.请利用上表中数据估算Fe(OH)2的溶度积______

(6)金属Fe、Al用途广,Li-Al/FeS电池是一种车载电池,正极电极反应式为:2Li++FeS+2e-═Li2S+Fe;负极电极反应式为:2Li-2e-═2Li+.下列叙述正确的是______

A.该电池的电池反应式为2Li+FeS═Li2S+Fe

B.Li-Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为+1价

C.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极.

正确答案

解:铁矿石(主要成分为Fe2O3,还有SiO2、A12O3等杂质)提取Fe2O3,依据提取流程图可知,加入过量盐酸,氧化铁和氧化铝全部溶解为氯化铁和氯化铝溶液,二氧化硅不溶于盐酸为沉淀A;滤液中加入过量氢氧化钠溶液,氯化铁全部反应生成氢氧化铁沉淀,氢氧化铝是两性氢氧化物溶于强碱溶液,氯化铝全部反应生成偏铝酸钠溶液和氯化钠溶液,氢氧化铁加热分解生成氧化铁和水;

(1)(I)和(Ⅱ)步骤中分离溶液和沉淀的操作名称为过滤,故答案为:过滤;

(2)依据分析判断可知A为SiO2,故答案为:SiO2

(3)滤液Y是偏铝酸钠、氯化钠溶液,溶液中的阴离子除OH-、Cl-外,还有AlO2-,故答案为:AlO2-

(4)该铁矿石中常混有少量的FeO杂质,加入足量的盐酸后,滤液X中含有少量Fe2+,为了除去滤液X中含有的Fe2+,常加入氧化剂H2O2,把亚铁离子为铁离子,H2O2还原产物为水,该反应的离子方程式:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;若要使该溶液中Fe3+完全沉淀,而Al3+不沉淀(已知Al(OH)3开始沉淀时pH为4.1),你认为pH的最佳调控范围是:3.2≤pH<4.1;

故答案为:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;3.2≤pH<4.1;

(5)残留在溶液中的离子浓度小于1.0×10-5 mol•L-1时,沉淀已经完全.Fe(OH)2完全沉淀pH=9,c(OH-)==10-5mol/L,Ksp=c(Fe2+)c2(OH-)=10-5mol/L×(10-5mol/L)2=10-15mol3•L-3,故答案为:1.0×10-15 mol3•L-3

(6)A、根据正极反应2Li++FeS+2e-═Li2S+Fe与负极反应2Li-2e-═2Li+相加可得反应的电池反应式为:2Li+FeS═Li2S+Fe,故A正确;

B、Li和Al都属于金属,所以Li-Al应该属于合金而不是化合物,因此化合价为0价,故B错误;

C、负极应该是Li失去电子而不是Al,电子负极经外电路流向正极,故C错误;

故选:A.

解析

解:铁矿石(主要成分为Fe2O3,还有SiO2、A12O3等杂质)提取Fe2O3,依据提取流程图可知,加入过量盐酸,氧化铁和氧化铝全部溶解为氯化铁和氯化铝溶液,二氧化硅不溶于盐酸为沉淀A;滤液中加入过量氢氧化钠溶液,氯化铁全部反应生成氢氧化铁沉淀,氢氧化铝是两性氢氧化物溶于强碱溶液,氯化铝全部反应生成偏铝酸钠溶液和氯化钠溶液,氢氧化铁加热分解生成氧化铁和水;

(1)(I)和(Ⅱ)步骤中分离溶液和沉淀的操作名称为过滤,故答案为:过滤;

(2)依据分析判断可知A为SiO2,故答案为:SiO2

(3)滤液Y是偏铝酸钠、氯化钠溶液,溶液中的阴离子除OH-、Cl-外,还有AlO2-,故答案为:AlO2-

(4)该铁矿石中常混有少量的FeO杂质,加入足量的盐酸后,滤液X中含有少量Fe2+,为了除去滤液X中含有的Fe2+,常加入氧化剂H2O2,把亚铁离子为铁离子,H2O2还原产物为水,该反应的离子方程式:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;若要使该溶液中Fe3+完全沉淀,而Al3+不沉淀(已知Al(OH)3开始沉淀时pH为4.1),你认为pH的最佳调控范围是:3.2≤pH<4.1;

故答案为:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;3.2≤pH<4.1;

(5)残留在溶液中的离子浓度小于1.0×10-5 mol•L-1时,沉淀已经完全.Fe(OH)2完全沉淀pH=9,c(OH-)==10-5mol/L,Ksp=c(Fe2+)c2(OH-)=10-5mol/L×(10-5mol/L)2=10-15mol3•L-3,故答案为:1.0×10-15 mol3•L-3

(6)A、根据正极反应2Li++FeS+2e-═Li2S+Fe与负极反应2Li-2e-═2Li+相加可得反应的电池反应式为:2Li+FeS═Li2S+Fe,故A正确;

B、Li和Al都属于金属,所以Li-Al应该属于合金而不是化合物,因此化合价为0价,故B错误;

C、负极应该是Li失去电子而不是Al,电子负极经外电路流向正极,故C错误;

故选:A.

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题型:简答题
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简答题

某研究小组用粗铜(含杂质铁)与一定体积浓硫酸反应进行实验研究(如图装置),并按下述流程除杂制备硫酸铜晶体(CuSO4•5H20)

请回答下列问题:

(1)试管A中开始反应时的主要化学方程式______

(2)若反应后A处有少量固体剩余,使其溶解的最好方法是______

(3)试管B中的实验现象是______,使用浸润某种溶液的棉花的作用是______

(4)步骤Ⅱ中加入的试剂是双氧水,写出有关反应的离子方程式______

(5)步骤Ⅳ中,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶后再进行______(填操作名称)可制得CuSO4•5H2O晶体,该操作所需的玻璃仪器有烧杯、漏斗和______(填仪器名称).

正确答案

解:(1)加热条件下,Cu和浓硫酸发生氧化还原反应生成CuSO4、SO2和H2O,反应方程式为Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O,

故答案为:Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O;

(2)Cu和稀硫酸不反应,所以会有部分金属剩余,要使剩余金属溶解,可以加入少量双氧水,双氧水具有氧化性,酸性条件下能将Cu氧化为铜离子,自身被还原为水,没有杂质产生,故答案为:加适量双氧水;

(3)二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,所以B中的现象是品红溶液褪色;二氧化硫有毒,排入空气会污染大气,棉花的作用是吸收二氧化硫,防止污染大气,故答案为:溶液褪色;吸收二氧化硫;

(4)酸性条件下,双氧水和Cu、稀硫酸反应生成硫酸铜和水,离子方程式为Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O,故答案为:Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O;

(5)将溶液蒸发浓缩、冷却结晶后再进行过滤即可得到CuSO4•5H2O晶体,过滤时需要烧杯、玻璃棒、漏斗,故答案为:过滤;玻璃棒.

解析

解:(1)加热条件下,Cu和浓硫酸发生氧化还原反应生成CuSO4、SO2和H2O,反应方程式为Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O,

故答案为:Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O;

(2)Cu和稀硫酸不反应,所以会有部分金属剩余,要使剩余金属溶解,可以加入少量双氧水,双氧水具有氧化性,酸性条件下能将Cu氧化为铜离子,自身被还原为水,没有杂质产生,故答案为:加适量双氧水;

(3)二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,所以B中的现象是品红溶液褪色;二氧化硫有毒,排入空气会污染大气,棉花的作用是吸收二氧化硫,防止污染大气,故答案为:溶液褪色;吸收二氧化硫;

(4)酸性条件下,双氧水和Cu、稀硫酸反应生成硫酸铜和水,离子方程式为Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O,故答案为:Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O;

(5)将溶液蒸发浓缩、冷却结晶后再进行过滤即可得到CuSO4•5H2O晶体,过滤时需要烧杯、玻璃棒、漏斗,故答案为:过滤;玻璃棒.

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